智能視頻分析系統(tǒng)在陸路口岸中的應用

從口岸監(jiān)管的特殊需求出發(fā)，智能視頻分析技術的應用，能有效地提高口岸聯(lián)檢系統(tǒng)相關單位的工作效率，降低相關人員的工作強度，實現(xiàn)“向科技要警力”、“向科技要管理”等最終目標。

視頻監(jiān)控作為最常見的手段，早已被口岸出入境檢查等執(zhí)法單位有效使用。隨著監(jiān)管范圍的不斷擴大，攝像頭的設置不斷增加，要同時充分利用所有的攝像頭來實現(xiàn)口岸公共安全監(jiān)控，幾乎已成了“不可能完成的任務”，因為這種系統(tǒng)的最大弊端就是完全依賴于人工監(jiān)控的主動性，而人的監(jiān)控力度是有限的，但突發(fā)事件的發(fā)生是不可預見的，僅靠7×24小時的監(jiān)控是難以保證事件是否存在疏漏的。據(jù)有關數(shù)據(jù)分析，22分鐘后監(jiān)控人員可能錯過最多高達95%的畫面。因而，目前的數(shù)字錄像機能錄制并保存數(shù)月的監(jiān)控資料，但一旦事件發(fā)生時，它卻無法做出即時判斷，最終讓數(shù)字錄像機只能成為一個事后取證的工具。

智能視頻分析技術作為一種新的智能監(jiān)控技術，能令計算機自動地監(jiān)測實時監(jiān)控視頻，實現(xiàn)監(jiān)控的“智能化”，對于提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)的利用效率，降低人工監(jiān)控強度、提高監(jiān)控網(wǎng)絡的威懾力、有效阻止違法犯罪行為或異常事件的發(fā)生等各方面都具有十分重要的意義。

本文將結(jié)合在某口岸特定區(qū)域安裝的一套智能視頻分析系統(tǒng)，重點分析該系統(tǒng)帶有的“入侵檢測”和“自動跟蹤”功能的實際應用。

應用需求分析及解決方案

深圳某陸路口岸是國內(nèi)旅客、貨物出入境的重要場所，長期以來，該口岸出入境旅客量、車輛數(shù)量一直呈上升趨勢，流量大、繁忙擁擠、情況復雜是該口岸的顯著特點。

2009年初起，該口岸發(fā)生了多起非法越境案件。經(jīng)審訊，上述非法越境人員都是沿邊防公路步行到口岸出境橋頭，接著翻越橋面防護圍欄，再從橋面步行偷渡到香港。由于橋面出入境的車輛頻密，而橋頭的監(jiān)護哨位剛好處于大橋的中部，受出入境貨車的車身阻攔，難以對車道外圍兩側(cè)的人行道路進行不間斷的監(jiān)管，如果發(fā)生塞車的情況，形成車龍，監(jiān)護哨位將無法對外圍兩側(cè)的人行道進行監(jiān)管，形成管控的盲區(qū)，盡管有關部門加大對出境橋面的管控力度，但所采取的措施仍不能有效阻止偷渡者的攀爬。這也是造成多起偷渡人員非法越境而沒有被及時發(fā)現(xiàn)的原因。

經(jīng)過研究和多次測試，口岸監(jiān)管部門選擇采用了以色列IOIMAGE生產(chǎn)的帶有“入侵檢測”和“自動PTZ跟蹤”功能的監(jiān)控報警設備，建立了一套基于嵌入式智能視覺分析技術的監(jiān)控跟蹤系統(tǒng)，可以很好地解決該重點區(qū)域周界防范的難題，不僅在監(jiān)控范圍上滿足要求，而且它所具有的自學習、自適應、預錄像功能和自調(diào)節(jié)能力，以及先進的算法和視覺邏輯分析提供了強大的威脅探測能力，即使是在各種惡劣環(huán)境和照明條件下也可以保持極高的性能——保持99.9%超高檢測率。相對于安全圍欄、運動傳感器、防盜報警器、CCTV監(jiān)控和錄像系統(tǒng)等傳統(tǒng)的安防系統(tǒng)來說，該產(chǎn)品僅需少量的安保人員甚至是無人值守(自動檢測、報警觸發(fā)錄像、短信自動外發(fā)報警)、布線方式簡單、易于使用與維護。對杜絕橋面非法越境案件的發(fā)生具有十分重要的現(xiàn)實意義。

方案的實現(xiàn)

入侵檢測。IOIMAGE的入侵檢測技術可以利用固定攝像機或PTZ攝像機，自動檢測可疑目標的入侵。產(chǎn)品支持3種模式入侵檢測: 區(qū)域進入、絆線、翻越圍墻。

區(qū)域進入是指當人或車輛在防區(qū)內(nèi)移動違反規(guī)則時，觸發(fā)報警。可對人或車輛設置不同的規(guī)則，檢測某特定方向移動的人或車輛。如在人、車分流的出入口，同時檢測反方向行駛的車輛和離開人行道、進入車行道的人。

相對于傳統(tǒng)的報警傳感器、如紅外、振動、電子圍網(wǎng)、地面振動傳感器，會對任何移動的物體報警，視頻分析技術可以提供更大的覆蓋范圍，所檢即所得。可準確的識別滿足規(guī)則條件(大小、移動速度、進入防區(qū)時間、距離等)的人或車輛，聲光報警的同時，還可以自動將報警視頻彈出到大屏上，迅速啟動應急預案。視頻入侵檢測大大降低了監(jiān)管人員的工作量，可以更有效的安排監(jiān)管人員出警處理現(xiàn)場緊急情況，保證了整體環(huán)境的安全狀況。

絆線是指設置一條虛擬的分界線，一旦有人或車輛穿越，則會觸發(fā)報警。規(guī)則可設置為單方向或雙方向。絆線功能只會對穿越行為報警，對于平行絆線的運動，沒有任何影響。在同一場景下，可設置多條絆線，每條絆線可設置多種規(guī)則，適用于識別人、車穿越出入口、檢查站或進入無周界的貨場存貨區(qū)。

翻越圍墻是指可迅速識別到翻越圍墻行為。規(guī)則可設置為單方向或雙方向。適用于周界防范。

PTZ跟蹤。一套完美的電子保安系統(tǒng)的設計核心，是需要考慮在視野上如何實現(xiàn)無縫覆蓋，不留一個死角。IOIMAGE的PTZ自動跟蹤系統(tǒng)，采用視頻導引技術，自動跟蹤可疑目標。強大的目標識別和跟蹤能力，能夠自動控制、導引PTZ云臺連續(xù)移動，確保目標時刻停留在圖像中央，自動放大細節(jié)，給保安人員提供了足夠的現(xiàn)場可視信息。

利用PTZ自動跟蹤技術，可以將監(jiān)管人員從手動操作PTZ搖桿的工作中解放出來。PTZ自動跟蹤技術提供以下3種操作模式:人工選擇感興趣目標后，啟動自動跟蹤;在PTZ攝像機的某個預置位檢測到目標后，啟動自動跟蹤;從一臺固定攝像機上檢測可疑目標，觸發(fā)另外一臺PTZ攝像機自動跟蹤，實現(xiàn)圖像接力。

攝像機接力技術要比簡單的觸發(fā)另外一臺PTZ攝像機跳轉(zhuǎn)到某個預置位這種技術復雜的多。接力技術牽涉到兩臺攝像機間共享空間坐標系和目標跟蹤的深層技術，固定攝像機首先會把檢測到的可疑目標的坐標信息傳遞給另外PTZ攝像機，PTZ攝像機會根據(jù)坐標信息自動導引云臺定位可疑目標，并進行接力跟蹤，這時，移動目標的圖像會在一臺大屏上自動切換播放，而無需人工切換。其中，可疑目標并不一定在PTZ攝像機的某個預置位場景內(nèi)，也不需要任何人工協(xié)助或其他傳感器定位信息。

安防領域一個最重要的問題，是如何獲知可疑目標離開固定攝像機視場后的運動信息。有了PTZ自動跟蹤技術，保安人員不再需要時刻操縱各個攝像機切換到大屏來跟蹤可疑目標的行為。任何報警發(fā)生，會觸發(fā)相應的PTZ攝像機接力，自動跟蹤目標，給了監(jiān)管人員足夠的報警前后信息和統(tǒng)一、先進的信息展現(xiàn)方式。

系統(tǒng)結(jié)構及實現(xiàn)方式。根據(jù)該口岸現(xiàn)場要求，對橋頭特點區(qū)域各安裝以下系統(tǒng)設備:

1)4路視頻攝像機

2)4路視頻分析服務器IOIBOX TRK4000

3)通過視頻線纜接入橋頭值班室

監(jiān)控中心通過視頻控制中心軟件IOIWARE對視頻進行集中式管理和現(xiàn)場指揮，具體方式如下:

(1)直接在監(jiān)控圖像上設定一個或多個虛擬墻，對監(jiān)控區(qū)域進行分級

(2)自定義穿越虛擬墻的方向

(3)檢測慢速爬行或高速闖入的入侵者

(4)保存前三后五秒實時D1/CIF視頻和當前報警圖片

(5)捕捉入侵事件發(fā)生的整個過程，即時回放

(6)外接聲光報警裝置，并聯(lián)動其他外接設備

由于口岸周界大，場所多，安全級別較普通行業(yè)高，完全靠人工監(jiān)控無法做到疏而不漏。在使用智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)近一年來的情況表明，口岸區(qū)域監(jiān)控效果提升明顯。智能視頻技術在不依靠人眼觀看的條件下，完全做到了自主監(jiān)控，即時報警，防范于未然。特別是某些原有的監(jiān)控盲點或重點監(jiān)管區(qū)域，出現(xiàn)異常事件實時自動報警，使職能部門能及時發(fā)現(xiàn)異常事件，及時處理，縮短異常事件反應時間，不但能最大限度地降低損失，更重要的是這種反應時間的縮短能形成一種強大的法律威懾力量，有效地震懾不法分子，最終有效地降低違法行為，提高公共安全。這就是典型的“向科技要警力”。

(作者單位:深圳市口岸管理服務中心)